Анализ рынка цифровых двойников и перспективы его развития

Цифровые двойники – это точная виртуальная модель физического объекта, которая включает в себя объекты или процессы, происходящие в нем с дублированием их в реальном времени. Цифровой двойник – это компьютерная программа, которая использует данные реального объекта для симуляции, которая может предсказать, как будет работать продукт или процесс.

Исходя из этого перспективы использования цифровых двойников весьма обширны это прогнозирование развития процессов, анализ и оперативное принятие решений, а также немаловажный аспект проведение опытов и экспериментов с цифровой моделью, а не физической. Что позволяет снизить риски аварий и инцидентов при проведении экспериментов до нуля.

При всех очевидных плюсах использования цифровых двойников большого прогресса в их создании и использовании добилась космическая отрасль, самолетостроение и машиностроение. Процесс создания двойников промышленных предприятий существенно отставал и реализовывался на отдельных процессах. Это связано, как со сложностью реализации целого комплекса решений, таких как инфраструктура (прокладка сетей, коммуникаций, строительство ЦОД и т. д.), так и с малым количеством успешных реализованных решений, которые могли бы дать толчок к развитию всей отрасли в целом [2].

Большой толчок к реализации цифровых двойников в промышленности дало введение нового налога на выбросы углерода называемая «налог на углеродный след» или международное название «Carbon Tax». Введение налога на выбросы углекислого газа дает потребителям и производителям денежный стимул сократить выбросы углекислого газа. Налог на выбросы углерода – это плата, взимаемая за сжигание углеродсодержащего топлива (уголь, нефть, газ). Более того: налог на выбросы углерода является основной политикой сокращения и, в конечном итоге, прекращения использования ископаемого топлива, сжигание которого дестабилизирует и разрушает наш климат [1, с. 1005-1015].

Учитывая, что основные известные методы по сокращению выбросов углекислого газа уже были использованы собственниками предприятий, пришло время для поиска новых решений. Таким решением стало использование цифровых двойников предприятий. Они без воздействия на свой физический аналог позволяют производить анализ: бизнес-процессов, технологических операций, логистики, потребления энергоресурсов и т. д. Кроме того, большинство технологий производства не менялась с середины прошлого века, достигнув своего потолка, да происходили улучшения и модернизация, но фундаментальные технологии производств остались прежними. Произошло это из-за дороговизны и опасностью аварий при экспериментах на целых предприятиях. Создание цифровой копии производства позволяет производить опыты и опробование новых решений на цифровой модели методом симуляции вводимых процессов. Это создает новый толчок в развитии процессов производства [4, с. 173].

Еще одним толчком роста технологий цифровых двойников является представленный в 2015 году Генассамблеей ООН список из семнадцати целей устойчивого развития, названный «Повесткой дня на период до 2030 года». Список ознаменовал, что для реализации этих целей потребуется модернизация и инновационное развитие.

Анализ развития рынка цифровых двойников в мире показывает развитие отрасли до 2029 года (рис.).

Рис. Мировой рост рынка цифровых двойников, млрд. долл.

Из графика, представленного на Рисунке 2 видно, что существенный рост рынка по созданию цифровых двойников ожидается в 2029 году. Такое положение, что стремительный рост рынка происходит лишь через пять лет, тем что технология по созданию цифровых двойников предприятий еще до конца не опробована, нет четких инструкций по их созданию. Каждый такой проект является уникальным и инновационным для компаний. К 2029 году ожидается стремительный рост программного обеспечения для создания цифровых двойников, появление нормативной базы и новых проектов от успешности реализации, которых оттолкнется и весь рынок.

Аналитик, работающий с данными в области создания цифровых двойников Мохаммад Хасан считает, что напротив рынок цифровых двойников начнет рост уже сейчас, начиная с 2023 по 2027 год будет ежегодно увеличиваться на 30% [3]. При проведении опроса компаний уже внедрившими цифровых двойников в свой технологический процесс, в качестве импульса для перехода всегда называли две причины:

• качественное улучшение технологии производства за счет ее полного контроля. Благодаря этому происходит и рост рынка сбыта более качественной и экологичной продукции. В качестве маркетингового хода многие компании ставят маркировку «Зеленый» или «Нулевой углеродный след» на свою продукцию;
• вторым импульсом называется то, что компании используют цифровых двойников для достижения своих целей в области устойчивого развития. Для достижения своих целей в области устойчивого развития многие компании изучают возможности цифровых двойников. Благодаря своей способности моделировать реальные условия и предоставлять информацию в режиме реального времени, организации могут оптимизировать использование ресурсов, сокращая выбросы углекислого газа и улучшая технологические процессы.

Согласно отчету о цифровых двойниках исследовательского института Capgemini за 2022 год, 57% организаций согласились с тем, что одним из ключевых факторов инвестиций в цифровые двойники является повышение их устойчивости, а 51% согласились, что цифровые двойники помогут достичь целей их организации в области экологической устойчивости [5].

В Российской Федерации предпринимаются шаги по внедрению индустрии 4.0 и решения озвученных выше проблем экологии и достижения целей устойчивого развития. В 2022 году был введен в действие нормативный документ ГОСТ Р 59799-2021 Умное производство. Модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 (RAMI 4.0). Который определяет модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 для технических объектов.

Несмотря на это согласно исследованию, проведенного в статье «Бережливая цифровизация организационных систем», отмечается: «Несмотря на изложенные положительные моменты в развитии цифровизации в России, следует отметить потенциальное противоречие между курсом на ускоренное внедрением цифровых технологий и зрелостью бизнес-процессов цифровизуемого предприятия, которое содержит в себе достаточно высокие проектные риски» [7, c. 45]. Согласно этому точки роста создания цифровых двойников предприятия в России возникнут одновременно со зрелостью бизнес-процессов, а также проектной ориентированности компаний. Соответственно началом создания цифровых двойников предприятий будет всесторонний анализ бизнес-процессов и проектной ориентированности компании. Компании, которые преодолели эти проблемы внедрив в своей работе методы проектного подхода, отладили бизнес-процессы направив их в сторону цифровизации, успешно создают и используют в своей работе цифровые двойники. Как правило, в России – это топ-10 компаний, практически все из которых заявили о создании у себя пилотных или рабочих проектов цифровых двойников.

Новые вызовы и цели, стоящие перед компаниями, так или иначе дадут импульс по созданию у себя цифровых двойников. Сейчас лидером в сфере цифровых двойников в мире является Северная Америка, но создание все большего числа успешно работающих моделей сподвигнет активное их создание в других странах.

1. Тюрина Ю.Г., Троянская М.А. Зарубежный опыт налогообложения выбросов в атмосферный воздух: экономическое значение и направления реформирования // Финансы и кредит. – 2018. – Т. 24, № 5. – С. 1005-1015. – URL: https://www.fin-izdat.com/journal/fc/detail.php?ID=72826 / (дата обращения: 10.03.2024).
2. Open platform for Infrastructure digital twins [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.bentley.com/software/itwin-platform/.
3. Mohammad Hasan «Digital twin market: Analyzing growth and emerging trends» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://iot-analytics.com/digital-twin-market-analyzing-growth-emerging-trends/.
4. Устойчивое развитие: экология, экономика, общество и культура: учебник / В.М. Захаров, А.В. Семенов, И.Е. Трофимов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Московский университет им. С.Ю. Витте / Центр устойчивого развития и здоровья среды ИБР РАН, 2023. – 212 с.
5. Capgemini research Institute «Digital twins: adding intelligence to the real world» [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://prod.ucwe.capgemini.com/wp-content/uploads/2022/05/Capgemini-Research-Institute_DigitalTwins_Web.pdf.
6. ГОСТ Р 59799-2021 Умное производство. Модель эталонной архитектуры индустрии 4.0 (RAMI 4.0)/ Издание официальное - Москва, Российский институт стандартизации, 2021. – 35 с.
7. Назаревич С.А., Тушавин В.А., Фролова Е.А. Бережливая цифровизация организационных систем //Инновационное приборостроение. 2022. Т. 1, № 1. С. 44-53.